固态流化采掘海洋天然气水合物藏的多相非平衡管流特征

摘要：

由密闭管线将破碎的海洋天然气水合物(以下简称水合物)颗粒向上输送至海面平台,是固态流化采掘水合物藏工艺流程的核心环节,但水合物固相颗粒在上升过程中受到温度升高、压力降低的影响,至某一临界位置将会分解产生大量气体,使井筒中的流动变为复杂多相非平衡管流,进一步加剧了井控、固相输送等安全风险.为了研究水合物在上述过程中的动态分解规律,通过建立井筒温度和压力场、水合物相平衡、多相上升管流中的水合物动态分解、耦合水合物动态分解的井筒多相流动数学模型,提出了数值计算方法并予以验证.研究结果表明:①应用数值模型分析,得到了不同施工参数条件下的液相排量、固相输送量(日产气量)、井口回压对多相非平衡管流的影响规律;②提出了基于多相非平衡管流特征的现场施工措施,适当提高固相输送量可以提高天然气产量,应同时增大液相排量、施加井口回压来保障井控安全.结论认为,该项研究成果为施工参数优化和井控安全提供了技术支撑,也为其他海区水合物藏固态流化采掘多相非平衡管流预测提供了手段.

关键词：天然气水合物、固态流化采掘、多相非平衡管流、动态分解规律、井控风险、施工参数、预测手段

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资助基金：国家重点研发计划“海洋水合物固态流化测试新技术”2016YFC0304008;中国工程科技中长期发展战略研究领域战略研究项目“面向2035的深海天然气水合物开发战略研究”2017-ZCQ-5;国家自然科学基金重点项目“控压钻井测控理论及关键问题研究”51334003

在线出版日期：2019-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：90-99